谈燃气锅炉房设计要点

申丽丽

摘要：我国处在工业化、城市化发展阶段，环境问题与能源问题的矛盾日益突出。天然气与煤炭相比，具有明显的低碳环保优势，提高天然气在能源中的比重是我国能源结构优化调整的战略举措。燃气锅炉燃烧原理为燃气经配风后使用燃烧器喷入锅炉炉膛，采用火室燃烧。其特点为燃烧热强度大，易于实现自动化、智能化控制;并且可以有效降低烟尘排放浓度，减少烟尘对环境的污染。因此目前新建供热锅炉房大部分均为燃气锅炉房。本文将结合笔者的工程经验对燃气锅炉房设计进行必要的阐述与分析。

关键词：燃气锅炉房;热力系统;安全;节能

一、 燃气锅炉房热力系统设置

（一）锅炉房设计容量的确定

确定锅炉房热负荷时按以下方法：

1）根据热负荷资料绘制热负荷曲线或热平衡系统图，并计入各项热损失、锅炉房自用热量等。2）当缺少热负荷曲线或热平衡系统图时，锅炉房总装机容量Q可按下式计算：

Q= K0 （ K1 Q1+K2 Q2 +K3 Q3 +K4 Q4）（t/h或MW）

式中Q1 、Q2 、Q3 、Q4—分别为供暖，通风和空调，生产，生活的最大热负荷，t/h或MW

K0—室外管网热损失及锅炉房自用系数，一般取1.1～1.2;

K1 、K2 、K3 、K4—分别为供暖，通风和空调，生产，生活热负荷同时使用系数。

（二）锅炉循环水泵

循环水泵为整个热力管网提供动力，循环水泵的流量应根据下式确定。

循环水泵的流量：G=0.86×Q/（tg -th ）（1）

式中：G—循环水泵的质量流量，kg/h;

Q—建筑的采暖热负荷，W;

tg  、th  —系统供回水温度，℃。

热网循环水泵的总流量按向热用户提供的热水总流量的110%选取。

循环水泵的扬程：H= h1 + h2 + h3

h1—锅炉房热交换站中设备及管道的压力降，m;

h2—热网供回水干管的压力降，m;

h3—最不利用户内部系统的压力降，m。

（三）系统补给水泵

热水网的定压有开式膨胀水箱定压，水泵定压和气体定压等方式。膨胀水箱定压系统简单压力稳定，但在实际工程中，由于安装高度受限制而很少使用。补水泵间歇补水定压设备简单，管理方便且节省电能，在实际工程中应用较广。

补水泵平时补水量一般不应小于供热系统循环流量的2%，事故补水量不应小于系统循环流量的4%。补水泵的扬程以不小于补水点压力加30KPa～50 KPa的富裕量。定压点处的压力值应根据热水网的水压图的要求确定。在一般情况下可按下式求出：p=10H+ps +20

式中p—定压点压力值，kPa;

H—最高用户充水高度，m H2 O

ps— 与热网供水温度对应的汽化压力，kPa

20—安全余量，kPa。

二、燃气锅炉房安全设计

（一）消防设施

锅炉房属于丁类生产厂房，火灾种类为C类，火灾等级为中危险级。锅炉房建筑设计时，考虑采用轻质屋面板和泄压窗作为泄压设施，泄压位置避开人员密集活动区。对于贴邻或在建筑内部建造的燃气锅炉房，根据民用建筑的性质和规模，锅炉房除设灭火器和消火栓外，可设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统。

（二）锅炉的防爆

为减轻炉膛和烟道在混合气体发生爆炸时的破坏程度，应在燃气锅炉的炉膛和烟道上设置泄爆装置。在发生混合气体爆炸时，防爆门将因炉内或烟道内压力突然升高而开启或破裂，泄出高压气体，从而减轻爆炸的破坏程度。防爆门的位置应有利于泄压，应设置在不危及人员安全及转弯前的适当位置。一般设计时，炉膛和烟道的防爆门面积取不小于0.025㎡/m3  。

（三）火灾自动报警系统

火灾自动报警在燃气锅炉间炉体上方顶棚设置固定式CO探测器，并按规范要求设置相应的数量和确定报警阀值。当燃气浓度达到爆炸下限的25%时，燃气浓度检测报警器应进行报警，快切阀立即自动切断气源，同时启动事故通风机。锅炉房内的所有电气设备和仪表均采用防爆型。

（四）通风系统

燃气锅炉房锅炉间和燃气计量间等有爆炸性危险的房间应设置通风设施。锅炉房设置在首层或半地下时，锅炉间正常换气次数不小于6次/h，事故换气次数不小于12次/h;设置在地下室时，换气次数不小于12次/h。燃气计量间换气次数不小于3次/h，事故换气次数不小于12次/h。送入锅炉房的新风量，除了补偿排风量之外还要计算保证锅炉燃烧所需空气量。

三、燃气锅炉房节能措施

（一）降低烟气损失

降低排烟热损失就要降低排烟的烟气量和烟气温度，降低排烟量可以通过采用比例控制的燃烧器，合理调整燃气供应和空气配比，即动态控制燃烧的过量空气系数来实现。降低烟气温度可以采用冷凝式锅炉或排烟道中加装热回收装置来回收蒸汽冷凝潜热。

（二）提高运行控制水平

提高运行控制水平就是要实现供需平衡、按需供热、精确适应系统的负荷变化。目前比较常用的方法是在供水主管道上应设气候补偿器，通过在气候补偿器中预设定锅炉供暖运行调节参数，并根据室外温度传感器反馈回的室外温度，气候补偿器可计算出当前较为合理的供水温度，并根据该温度控制调节电动调节阀的开度，即调节供暖系统回水量与锅炉供水量的混合比例，从而调节系统的总供水温度，使锅炉房供暖系统可以根据室外温度变化实现“按需供热”。 根据系统不同，气候补偿器的节能率在5%～10%之间。

（三）使用变频泵

通常采用循环水泵配变频控制柜，使水泵可实现变频运行，从而可根据负荷变化进行流量调节，实现节能运行。但是使用变频泵要在水力平衡的基础上使用，当室外供热管网水力失调的时候，就会出现循环水泵变频减低供暖系统总循环水量，就会使管网近端用户的供水流量从超过使用量到适用量，但远端用户的供水流量将会从正常降到少量。在燃气锅炉房设计时，如果没有解决好室外供热网水力失调，就进行循环水泵变频器的安装，不仅不能解决水力失调问题，还会浪费投资。同时也需要调节补水泵的转速及流量，从而能快速、及时、连续的补充系统的漏水量，使系统能安全稳定的运行，同时避免补水泵长期处于额定运行狀态，有效地降低了电耗。

（四）降低锅炉排污热损失

锅炉排污是保证锅炉正常运行的一项措施，采用自动排污，尽量减少锅炉排污量，相应就减少了锅炉排污热损失。一般低压锅炉排污率每增加1%，就增加燃料消耗0.2%。

四、锅炉房燃气供气系统

可以间断供热的燃气锅炉房燃气管道常采用单母管供气;常年不间断供热的锅炉房，应采用从不同气源点，不同燃气调压装置接来的二路供气的双母管，从而确保燃气锅炉的安全稳定运行。在燃气管线进户处设置燃气切断电磁阀，该电磁阀与锅炉房燃气浓度报警装置联动，当燃气泄露报警时电磁阀自动关闭切断燃气供应。

燃气管道应设置放散管、取样口和吹扫口，设置吹扫放散管目的是在检修工作时或长时间停止工作再投入运行前，为防止燃气空气混合物进入炉膛引起爆炸而必须进行的工作。放散管应引至室外，其排出口应高出锅炉房屋脊2米以上。

五、结语：

在燃气锅炉房的施工设计过程中有许多需要注意的要点，本文就主要设备选择、安全设计、节能设计、燃气设计等方面进行了相应的分析。燃气锅炉房的设计需要设计人员认真研究，不断优化设计方案，充分发挥燃气锅炉在缓解能源紧张和环境保护方面的积极作用。

参考文献：

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]GB 50041-2008，锅炉房设计规范[S].